Matka Alfa Centauri A:n eksoplaneetalle

Seuraa 
Viestejä45973
Liittynyt3.9.2015

Uskon että tulevaisuudessa voidaan matkata lähimpien tähtien välisiä matkoja antimateria/materia törmäytin moottoreilla.

Pieni esimerkki.
Matka Alfa Centauri A:han (4,36 valovuotta)

1. Vaihe (Positiivinen kiihtyvyys)
Avaruusalus matkustaisi tämän aikakauden kokoajan tasaisesti kiihtyvällä nopeudella (9,81m/²) päivästä toiseen 365 maapallon vuorokautta, jolloin saavutetaan nopeus ~0,7c. (eli turvallinen 1G kiihtyvyys kokoajan)

2. Vaihe (Huippunopeus)
Annihilaatiomoottori sammutetaan ja annetaan avaruusaluksen lentää vapaasti ~0,7c nopeudella 3,56 valovuoden verran. (maapallon vuosia kuluu 5,1 vuotta)

3. Vaihe (Negatiivinen kiihtyvyys)
Avaruusalus jarruttaa tasaisesti negatiivisella kiihtyvyydellä (9,81m/s²) noin 365 maapallon vuorokautta.

4. Vaihe (Laskeutuminen)
Laskeutuminen Alfa Centauri A:n pienelle planeetalle. Kätellään maanulkopuolisen elämän olentoja

5-8. Paluulennon vaiheet onkin käänteisessä järjestyksessä saman kaavan mukaisesti.

Matkaan menisi maapallon aikaa edestakaisin:
Yhdensuuntainen matka kestää siis maan ajassa noin 7 vuotta ja menopaluu matka täten 14 vuotta.
Avaruusaluksen miehistö on taasen vanhentunut Lorentzin kaavan mukaisesti 10,5 vuotta.

Kuinka monta gramma tarvitaan antimateriaa "polttoaineeksi", jos avaruusalus painaa miljoona kiloa?
Jälkeenpäin lisätty: 19 miljoonaa kiloa antimateriaa, joten polttoainetankin koko anti-lyijylle ja normaalille lyijylle on 15x15x15 metriä kanttiinsa.
Tämä on laskettu vain meno matkaan: http://math.ucr.edu/home/baez/physics/R ... ocket.html
polttoainetankin koko menopaluulle olisi tästä vielä moninkertainen.
JOS tällainen on joskus mahdollista, niin avaruusalus täytyy itse kohteessa tankata uudelleen.

Mutta tulevaisuuden avaruusalushan voisi olla kevyempikin.. tekaistu jostain superkestävistä nanokuiduista, joten antimateriaakin tarvittaisiin huomattavasti vähemmän.

Jos avaruusalus painaisi miehistöineen 100000kg, niin polttoainetankin koko olisi enää reilu 3x3x3 metriä menomatkalle. (sis. puolet kumpaakin)

Ylimääräinen paino kertaantuu nopeasti suhteutettuna energiantarpeeseen.

Sivut

Kommentit (76)

Vierailija

Käytännöllisintä ja mukavinta matkustajille lienee kuitenkin se, että kiihdytetään puoleenväliin saakka 1g:llä ja sitten käännetään heti raketti ympäriinsä ja jarrutetaan loppupuolisko matkasta samalla 1 g:llä.

Tällainen reissu Alfa-Centaurille kestää matkaajille reilu 3,5 vuotta kun puolestaan maassa on kulunut aikaa noin 6 vuotta.

Ongelman tässä muodostaa se antimateria, mistä sitä saadaan? Antimaterian käyttö polttoaineena on "scifistisyydeltään" suunnilleen samaa luokkaa kuin vaikkapa poimuajo.

Vierailija

Alus ei voi sisältää polttoainetta niin paljon että se riittäisi kiihdytys/jarrutusoperaatioon. Polttoainelisä lisäisi massaa ja siten energiantarvetta. Hitaampi nopeus olisi järkevämpi stradegia. Antimateriaa ei voi hallita, jotta sitä voisi käyttää polttoaineena.

Entä miljoonakiloisen aluksen manööverit millään nopeudella?

Vierailija

Onko tämä kompakysymys? Tietenkin se noin 10 vuotta. Aluksessa aika ja matka tuntuisivat lyhyemmiltä ( ja kiihtyvyys suuremmalta)

Vierailija
Snaut
Käytännöllisintä ja mukavinta matkustajille lienee kuitenkin se, että kiihdytetään puoleenväliin saakka 1g:llä ja sitten käännetään heti raketti ympäriinsä ja jarrutetaan loppupuolisko matkasta samalla 1 g:llä.

Jos kiihdytetään kokoajan 1G kiihtyvyydellä matkan puoliväliin niin nopeushan olisi luokkaa 2,5c. Täysin mahdotonta.

siis laskin näin:
300000000 m/s / 9,81m/s² = 30,5 miljoonaa sekuntia kestää että nopeus on 1c. -> joka on noin 353 vuorokautta.

Vierailija
cyco
Onko tämä kompakysymys? Tietenkin se noin 10 vuotta. Aluksessa aika ja matka tuntuisivat lyhyemmiltä ( ja kiihtyvyys suuremmalta)

joo.. todellakin.. ajatelin väärinpäin.. korjaan tuon tuonne ylös

Loptio
Seuraa 
Viestejä1187
Liittynyt12.4.2005
PoLe
Matkaan menisi maapallon aikaa edestakaisin:...

Paluumatkaa ei tarvita, kaikki resurssit voidaan käyttää pelkästään menomatkaan. Ensimmäiset ihmiset rakentavat siirtokunnan asumattomalle planeetalle. Vasta sukupolvien kuluttua muodostetaan vakituisempaa reittilentoa Maan ja Alfa Centaurin välille.

Vierailija
PoLe
Snaut
Käytännöllisintä ja mukavinta matkustajille lienee kuitenkin se, että kiihdytetään puoleenväliin saakka 1g:llä ja sitten käännetään heti raketti ympäriinsä ja jarrutetaan loppupuolisko matkasta samalla 1 g:llä.



Jos kiihdytetään kokoajan 1G kiihtyvyydellä matkan puoliväliin niin nopeushan olisi luokkaa 2,5c. Täysin mahdotonta.

siis laskin näin:
300000000 m/s / 9,81m/s² = 30,5 miljoonaa sekuntia kestää että nopeus on 1c. -> joka on noin 353 vuorokautta.

No ei, sinun täytyy käyttää laskuissasi relativistisia kaavoja! Täältä niitä löytyy ja myös tarkastelua tarvittavan polttoaineen suhteen:

http://math.ucr.edu/home/baez/physics/R ... ocket.html

Vierailija
Snaut
PoLe
Snaut
Käytännöllisintä ja mukavinta matkustajille lienee kuitenkin se, että kiihdytetään puoleenväliin saakka 1g:llä ja sitten käännetään heti raketti ympäriinsä ja jarrutetaan loppupuolisko matkasta samalla 1 g:llä.



Jos kiihdytetään kokoajan 1G kiihtyvyydellä matkan puoliväliin niin nopeushan olisi luokkaa 2,5c. Täysin mahdotonta.

siis laskin näin:
300000000 m/s / 9,81m/s² = 30,5 miljoonaa sekuntia kestää että nopeus on 1c. -> joka on noin 353 vuorokautta.




No ei, sinun täytyy käyttää laskuissasi relativistisia kaavoja! Täältä niitä löytyy ja myös tarkastelua tarvittavan polttoaineen suhteen:

http://math.ucr.edu/home/baez/physics/R ... ocket.html

ohoh, tuo olikin mielenkiintoinen sivu.
selventi kummasti avaruusmatkailu käsitystä!

Laurel speeds past without stopping, and so only needs 57 kg of fuel for every 1 kg of payload. Hardy wishes to stop at Vega, and so needs 886 kg of fuel for every 1 kg of payload. Laurel takes almost 28 Earth years for the trip, while Hardy takes 29 Earth years. (They both take roughly the same amount of Earth time because they are both travelling close to speed c for most of the journey.) They travel neck-and-neck until they've both gone half way to Vega, at which point Hardy begins to decelerate.

eli antimateriaa tarvittaisiin edestakaiseen matkaan noin 38 miljoonaa kiloa.

Volitans
Seuraa 
Viestejä10670
Liittynyt16.3.2005
PoLe

eli antimateriaa tarvittaisiin edestakaiseen matkaan noin 38 miljoonaa kiloa.

Vuodessa tuotetaan antimateriaa 1-10 nanogrammaa. Ja gramman hinta on noin 25 000 000 000 taalaa. Tulee aika kalliiksi - noin 950 000 000 000 000 000 000 taalaa. Ei kun säästämään.

Vierailija
Volitans
PoLe

eli antimateriaa tarvittaisiin edestakaiseen matkaan noin 38 miljoonaa kiloa.



Vuodessa tuotetaan antimateriaa 1-10 nanogrammaa. Ja gramman hinta on noin 25 000 000 000 taalaa. Tulee aika kalliiksi - noin 950 000 000 000 000 000 000 taalaa. Ei kun säästämään.

Joo.. kalliiksi tulee..

Noniin perutaan puheet.

En usko enää tähtien väliseen avaruusmatkailuun.. meidän pitää vain tyytyä olemaan tässä aurinkokunnassa ja matkustella näiden tuttujen 8 planeetan välillä :\

Paul M
Seuraa 
Viestejä8560
Liittynyt16.3.2005
tietää

Entä miljoonakiloisen aluksen manööverit millään nopeudella?

Eihän tuo ole kuin tuhannen tonnin alus. Jos keskitiheys aluksella olisi sama kuin vedellä, alus olisi kooltaan 10 m kanttiinsa.

Hiirimeluexpertti. Majoneesitehtailija. Luonnontieteet: Maailman suurin uskonto. Avatar on halkaistu tykin kuula

Vierailija
Paul M
tietää

Entä miljoonakiloisen aluksen manööverit millään nopeudella?




Eihän tuo ole kuin tuhannen tonnin alus. Jos keskitiheys aluksella olisi sama kuin vedellä, alus olisi kooltaan 10 m kanttiinsa.

Tuo murikka ohjata kolmen akselinsa suhteen ilman väliainetta. Jokainen asennonmuutos vaatii kaksi vastakkaista voimaa suurella tarkkuudella. Kun se vielä liikkuu liki valon nopeudella, voi tulla ongelmia, jos aikoo vaihtaa suuntaa. Neljän valovuoden matkalla suuntavirheet voivat kasvaa melkoisiksi.

Vierailija

Rahoittaisiko matkan USA vai kenties Venäjä?

Vitsikästä sinänsä, että jos vierailu lähimmällä naapuritähdellämme (siis suunnilleen kotitähtemme takapihalla) osoittautuu teknisesti ja ennen kaikkea taloudellisesti mahdottomaksi, millä ihmeen perusteilla me haikailemme vierailijoita muualta Linnunradasta? Vierailla täytyy olla samat perusongelmat kuin meilläkin. Kotigalaksimme halkaisija on vaatimattomat 100.000 valovuotta; on siinä taivaltamista, vaikka olisi älyä ihmistäkin enemmän...

Neutroni
Seuraa 
Viestejä26890
Liittynyt16.3.2005
tietää

Tuo murikka ohjata kolmen akselinsa suhteen ilman väliainetta. Jokainen asennonmuutos vaatii kaksi vastakkaista voimaa suurella tarkkuudella.



Tuohan on rutiininomaista avaruustekniikkaa. Se voidaan toteuttaa joko ohjausmoottoreilla tai vautipyörillä.

Kun se vielä liikkuu liki valon nopeudella, voi tulla ongelmia, jos aikoo vaihtaa suuntaa. Neljän valovuoden matkalla suuntavirheet voivat kasvaa melkoisiksi.

Ideana on havaita suuntapoikkeamat ajoissa. Vuodessa pieni korjaus vaikuttaa jo paljon. Suunnistustekniikkaan ei tähtien välinen matkailu kaadu, se on sen verran hyvin hanskassa. Voimapuoli on se rajoite.

Tosin suunnanmuutoksista tekee vaikeita se, että ne halutaan tehdä minimaalisella energiankulutuksella. Jos todella olisi tuollainen vuosia 1 g:n kiihtyvyydellä toimiva moottori, suunnistuksella ei olisi mitään väliä. Perille päästäisiin, kun suunnattaisiin aluksen nokka silmämääräisesti kohti tähteä, jolle halutaan ja annetaan moottorien laulaa. Käännellään sitten vähän, jos näyttää siltä että mennään pahasti metsään.

Vierailija
PoLe
...eli antimateriaa tarvittaisiin edestakaiseen matkaan noin 38 miljoonaa kiloa.

Otitko huomioon, että jos annihiloit kilon antimateriaa niin siinä vapautuu energiaa kahden kilon edestä = normaalista materista vapautuu myös energiaa minun saamani käsityksen mukaan, puolittaen antimaterian tarpeen

Sivut

Uusimmat

Suosituimmat